RU2459094C1 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Two-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459094C1 RU2459094C1 RU2011112561/06A RU2011112561A RU2459094C1 RU 2459094 C1 RU2459094 C1 RU 2459094C1 RU 2011112561/06 A RU2011112561/06 A RU 2011112561/06A RU 2011112561 A RU2011112561 A RU 2011112561A RU 2459094 C1 RU2459094 C1 RU 2459094C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- combustion chamber
- cylinder
- insert
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в двигателестроении.The invention relates to the field of engineering and is intended for use in engine building.
Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий цилиндр, в стенке которого выполнены продувочные и выпускные окна, с размещенным в нем поршнем, соединенным с коленчатым валом через шатун, в котором в качестве нагнетателя использован герметичный картер коленчатого вала: мотоциклетные двигатели, двигатели бензопил, триммеров и т.д. (см. кн. М.П.Исаев, В.А.Забелин. «Мотоциклы ИЖ-56 и ИЖ-Юпитер». Удмуртское книжное издательство, Ижевск. 1961, сс.14-16).Known is a two-stroke internal combustion engine containing a working cylinder, in the wall of which purge and exhaust windows are made, with a piston placed in it and connected to the crankshaft via a connecting rod, in which the crankcase is sealed by a supercharger: motorcycle engines, chainsaw engines, trimmers etc. (see book. M.P. Isaev, V.A. Zabelin. "Motorcycles IZH-56 and IZH-Jupiter." Udmurt Book Publishing House, Izhevsk. 1961, pp. 14-16).
Известен двухтактный дизельный двигатель, содержащий рабочий цилиндр, в стенке которого выполнены продувочные и выпускные окна, с размещенными в нем двумя поршнями, связанными кинематически, и движущимися в противоположных направлениях - тепловозные двигатели типа 2Д100, 10Д100 (кн. А.И.Володин. «Локомотивные двигатели внутреннего сгорания», Москва, «Транспорт», 1990, cc.l7-21).A known two-stroke diesel engine containing a working cylinder, in the wall of which there are purge and exhaust windows, with two pistons placed kinematically connected in it and moving in opposite directions are diesel engines of the type 2D100, 10D100 (Prince A.I. Volodin. " Locomotive internal combustion engines ”, Moscow,“ Transport ”, 1990, cc.l7-21).
Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий цилиндр, в стенке которого выполнены продувочные и выпускные окна, с размещенным в нем поршнем, кинематически связанным с коленчатым валом через шатун, и цилиндр нагнетателя, в стенке которого выполнены впускные окна с размещенным в нем поршнем, кинематически связанным с коленчатым валом со смещением по фазе относительно поршня рабочего цилиндра на 180° (см. заявка Великобритания №2020738, МПК F02B 33/02, 1979). Принят в качестве прототипа.Known is a two-stroke internal combustion engine containing a working cylinder, in the wall of which purge and exhaust windows are made, with a piston placed in it kinematically connected to the crankshaft through a connecting rod, and a supercharger cylinder in the wall of which are made inlet windows with a piston placed in it, kinematically associated with the crankshaft with a phase offset relative to the piston of the working cylinder 180 ° (see application UK No. 2020738, IPC F02B 33/02, 1979). Adopted as a prototype.
Коэффициенты полезного действия указанных двигателей не достигают и 40%, в то время, как теоретически могут достигать от 70 до 80%.The efficiency of these engines does not reach 40%, while theoretically they can reach from 70 to 80%.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании прототипа, относится то, что степень сжатия в современных двигателях ограничена недостаточной термостойкостью камеры сгорания.The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the prototype include the fact that the compression ratio in modern engines is limited by the insufficient heat resistance of the combustion chamber.
Сущность изобретения в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в максимальном повышении коэффициента полезного действия двигателя.The invention is as follows. The problem to which the invention is directed, is to maximize the efficiency of the engine.
Указанная задача решается за счет достижения технического результата при осуществлении изобретения, заключающегося в обеспечении возможности повышения степени сжатия и, следовательно, повышения температуры сгорания рабочей смеси в камере сгорания.This problem is solved by achieving a technical result in the implementation of the invention, which consists in providing the possibility of increasing the degree of compression and, therefore, increasing the temperature of the combustion of the working mixture in the combustion chamber.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит рабочий цилиндр, в стенке которого выполнены продувочное и выпускное окна, в полости которого размещен рабочий поршень, имеющий жаропрочную вставку с низкой теплопроводностью и нагнетатель. В головке рабочего цилиндра помещена вставка из жаропрочного материала с низкой теплопроводностью, в которой выполнена камера сгорания цилиндрической формы, отношение диаметра которой к ее длине находится в пределах от 0,1 до 0,15. В торце камеры сгорания помещена топливная форсунка с одним отверстием для впрыска топлива, направленным вдоль оси камеры сгорания. В положении ВМТ между дном поршня и головкой цилиндра имеется зазор, составляющий от 0,8 до 1,0% от хода поршня.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the two-stroke internal combustion engine contains a working cylinder, in the wall of which there are purge and exhaust windows, in the cavity of which a working piston is installed having a heat-resistant insert with low heat conductivity and a supercharger. An insert of heat-resistant material with low thermal conductivity is placed in the head of the working cylinder, in which a cylindrical combustion chamber is made, the ratio of the diameter of which to its length is in the range from 0.1 to 0.15. At the end of the combustion chamber is placed a fuel nozzle with one hole for fuel injection directed along the axis of the combustion chamber. In the TDC position, between the bottom of the piston and the cylinder head there is a gap of 0.8 to 1.0% of the piston stroke.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяют сделать вывод, что не обнаружено аналога с признаками, тождественными признакам заявляемого изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allow us to conclude that no analogue was found with features identical to those of the claimed invention.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по назначению и совокупности существенных признаков, позволило выявить существенные отличительные признаки по отношению к достигаемому изобретением техническому результату, изложенные в формуле изобретения.The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in purpose and combination of essential features, allowed to identify significant distinguishing features in relation to the invention achieved by the technical result set forth in the claims.
Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed device meets the condition of "novelty."
Дополнительный поиск известных технических решений показал, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не установлено влияние преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения, на достижение технического результата.An additional search for known technical solutions showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of a technical result has not been established from the prior art determined by the applicant.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
На чертежах изображен предлагаемый двигатель. На фиг.1 - крайнее положение поршня при такте «продувка», на фиг.2 - крайнее положение при такте «сжатие».The drawings depict the proposed engine. In Fig.1 - the extreme position of the piston during the cycle "purge", Fig.2 - the extreme position in the cycle "compression".
Сведения, подтверждающие возможность получения вышеупомянутого технического результата, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of obtaining the above technical result is as follows.
Двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит рабочий цилиндр 1, в головке которого установлена вставка 2 из жаропрочного материала с низкой теплопроводностью, например из карбида кремния. В стенке рабочего цилиндра 1 выполнены продувочное окно 3 и выпускное окно 4. В полости рабочего цилиндра 1 размещен поршень 5. Поршень 5 содержит керамическую жаропрочную вставку 6 с низкой теплопроводностью, например, из карбида кремния. Поршень 5 соединен с коленчатым валом (на чертеже не показан) через шатун 7. Двигатель содержит также нагнетатель 9 любой конструкции, например центробежный с механическим приводом, соединенный с продувочным окном 3 рабочего цилиндра 1. В торце цилиндра 1 установлена топливная форсунка 8. Во вставке 2 выполнена камера сгорания 10 цилиндрической формы, диаметр которой составляет от 0,1 до 0,15 от ее длины. В положении верхней мертвой точки зазор между поршнем и головкой цилиндра составляет от 0,8 до 1,0% от хода поршня.A two-stroke internal combustion engine contains a working cylinder 1, in the head of which an
Двигатель работает следующим образом. После вспышки топлива, поданного форсункой 8, при движении поршня 5 от верхней мертвой точки происходит рабочий ход. После начала выпуска отработавших газов через окно 4 в рабочем цилиндре 1 кромкой поршня 5 открывается продувочное окно 3 и рабочее тело из нагнетателя 9 через окно 3 поступает в рабочий цилиндр 1, вытесняя отработавшие газы через окно 4. При дальнейшем движении поршня 5 от нижней мертвой точки продувочное окно 3 и выпускное окно 4 закрываются и происходит сжатие рабочего тела. При этом благодаря наличию вставки 2 рабочего цилиндра 1 и вставки 6 поршня 5 степень сжатия у предлагаемого двигателя выполнена существенно большей, чем у прототипа, а температура сгорания может достигать 1500°С, что обеспечивает более высокий КПД двигателя по сравнению с прототипом. Дальнейшее движение поршня 5 вниз (рабочий ход) благодаря наличию вставок 2 и 6 происходит адиабатно, с минимальными потерями тепла. При дальнейшем движении поршня 5 от нижней мертвой точки продувочное окно 3 и выпускное окно 4 закрываются и происходит сжатие рабочего тела.The engine operates as follows. After the flash of fuel supplied by the nozzle 8, when the
Благодаря тому, что камера сгорания 10 имеет удлиненную цилиндрическую форму, а форсунка 8 располагается в ее торце, оставшиеся в камере сгорания 10 после продувки продукты горения при такте сжатия не смешиваются с кислородом продувочного воздуха и концентрируются у сопла форсунки 8. Струя топлива при впрыске проходит сквозь этот защитный слой продуктов горения, не содержащих кислорода, и сгорает в камере сгорания 10 вне непосредственной близости от форсунки 8. В зазор между вставкой 2 цилиндра 1 и поршнем 5 топливо также практически не попадает, и зона экстремально высоких температур не достигает края поршня и стенок цилиндра.Due to the fact that the
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности для преобразования выделяющегося тепла в механическую работу;- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in industry for converting heat generated into mechanical work;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств;- for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112561/06A RU2459094C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Two-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112561/06A RU2459094C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Two-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2459094C1 true RU2459094C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112561/06A RU2459094C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Two-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459094C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3820523A (en) * | 1973-03-08 | 1974-06-28 | M Showalter | Internal combustion chamber |
DE2706687A1 (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-05 | Thaelmann Fahrzeug Jagdwaffen | COMBUSTION CHAMBER ARRANGED IN THE CYLINDER HEAD |
SU941656A1 (en) * | 1979-12-27 | 1982-07-07 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева (Производственное объединение "ЗИЛ") | Fire-proof insertion for ic engine cylinder head |
DE4013722A1 (en) * | 1990-04-28 | 1991-10-31 | Erich Tausend | Heat-cylinder head for stroke piston IC engine - has two thermo-dynamically connected work chambers which are concentric and axially displaced |
SU1760139A1 (en) * | 1989-05-24 | 1992-09-07 | Проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт с опытным производством "Киевский Стройпроект" | Internal combustion engine |
-
2011
- 2011-04-01 RU RU2011112561/06A patent/RU2459094C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3820523A (en) * | 1973-03-08 | 1974-06-28 | M Showalter | Internal combustion chamber |
DE2706687A1 (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-05 | Thaelmann Fahrzeug Jagdwaffen | COMBUSTION CHAMBER ARRANGED IN THE CYLINDER HEAD |
SU941656A1 (en) * | 1979-12-27 | 1982-07-07 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева (Производственное объединение "ЗИЛ") | Fire-proof insertion for ic engine cylinder head |
SU1760139A1 (en) * | 1989-05-24 | 1992-09-07 | Проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт с опытным производством "Киевский Стройпроект" | Internal combustion engine |
DE4013722A1 (en) * | 1990-04-28 | 1991-10-31 | Erich Tausend | Heat-cylinder head for stroke piston IC engine - has two thermo-dynamically connected work chambers which are concentric and axially displaced |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101321558B1 (en) | Double piston cycle engine | |
JP2014503740A5 (en) | ||
BR112018014463A2 (en) | air flow control in a two stroke, opposed-piston engine with single-flow exhaust gas during transient operation | |
BRPI0918054A2 (en) | two-stroke engine with stratified clearance | |
KR20200015472A (en) | Improved Systems and Methods of Compression Ignition Engines | |
US9121330B2 (en) | Porting system for a turbo-charged loop scavenged two-stroked engine | |
KR101516853B1 (en) | Two-stroke engine and related methods | |
SE0600198L (en) | Two stroke internal combustion engine with liquid injection | |
US9926830B2 (en) | High efficiency two-stroke engine | |
CN113454316B (en) | Engine piston, engine, hand-held tool and method for producing an engine piston | |
ATE488681T1 (en) | TWO-STROKE DIESEL INTERNATIONAL ENGINE | |
RU2459094C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
KR920701621A (en) | 2-stroke internal combustion engine with diesel-compressed ignition | |
JP2013245671A (en) | Method for operating large, crosshead reciprocating piston internal combustion engine and suitable such engine | |
US9255544B2 (en) | Piston type internal combustion engine | |
EP2088283A1 (en) | Reciprocating rotary internal combustion engine | |
RU2188959C2 (en) | Two stroke internal combustion engine | |
SureshBabu et al. | Analysis of a Single Cylinder Combustion Engine Using CFD | |
US1890148A (en) | Internal combustion engine | |
RU52112U1 (en) | TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER | |
RU2638419C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
RU49125U1 (en) | TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER | |
RU2289032C1 (en) | Cylinder of two-stoke internal combustion engine | |
RU2253740C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2544418C1 (en) | Internal combustion engine with spark ignition and method of its operation |